對于已選定的熱電偶，當參考端溫度恒定時，則總的熱電動勢成測量端溫度的單值函數。即一定的熱電勢對應著一定的溫度，而熱電偶的分度表中，參考端溫度均為0度。但在應用現場，參考端溫度時刻變化，不可能恒定0度，這就會產生測量誤差，這就是熱電偶要進行溫度補償的原因。在實際應用中常把熱電偶的參考端成為冷端。

熱電偶冷端溫度補償的方法有:
1．冰浴法 

   常用在實驗室，即把參比端溫度恒定在0度，但做起來成本高、難度大。
2．冷端溫度校正法

   常用在要求不高的現場，即當冷端溫度無法恒定為0度，就需要對儀表的指示值進行修正。做起來容易但誤差較大。
3．補償電橋法

    較少單獨使用，是利用不平衡電橋產生的電勢來補償熱電偶冷端溫度變化所引起的熱電勢變化值。補償電橋有單獨產品，也有做在儀表內的。
4．補償導線法

    這是經常使用的方法，即把熱電偶延長，把冷端引至溫度較穩定的地方(通常為控制室)，然后由人工來調正冷端溫度，即把儀表零點調至室溫,或由儀表內電路進行自動補償。對于貴金屬熱電偶把熱電偶延長也是不可能的，因為價格太高行不通，就用熱電特性相近的廉金屬來做延長導線，中間溫度定則是應用補償導線的理論基礎。補償導線并不能自動補償熱電偶冷端溫度的變化，僅只是將熱電偶冷端引至溫度較穩定的地方而已，補償還要由人工和儀表來進行。因此補償導線應該叫做熱電偶延長線，這樣才不會給人造成錯誤的理解。